專利名稱：用料珠制造的泡沫塑料產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用料珠制造的泡沫塑料產(chǎn)品。料珠是小尺寸的泡沫材料顆粒。其中可以應用多種塑料材料，例如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。料珠可以是球形的或其它形狀的。料珠的形狀一部分是由生產(chǎn)方式確定的。不論料珠的形狀如何，一般采用料珠的直徑作為確定料珠大小的標志。通常料珠的直徑為0.5至6毫米。這不排除更小或更大的料珠。
料珠生產(chǎn)上的主要區(qū)別在于用高壓釜還是用擠壓機生產(chǎn)。料珠生產(chǎn)出來后，在使用之前先儲存在料倉中，或以合適的方式儲存起來。
在一個模子中，即所謂的自動模制機中，料珠被相互連接起來。這是通過對料珠表面加熱使其產(chǎn)生一定程度的塑化變形并通過擠壓而完成的。通過使料珠表面充分熔化和在足夠大壓力的作用下，使料珠相互熔接在一起。當熔化得不夠和壓力較低時，也有可能形成足夠的粘接/燒結。
加熱不僅使料珠表面熔化，也使其膨脹。膨脹的程度取決于料珠中被封閉的氣體的種類和數(shù)量。膨脹有助于壓力的建立。此外，壓力的建立通常是通過將料珠在壓力下供入到自動模制機的模腔并將模腔完全填滿而實現(xiàn)的。
一種氣態(tài)介質(zhì)，尤其是輸送空氣適合用于供入料珠。輸送空氣可以不受限制地提供，用一臺鼓風機就足以產(chǎn)生輸送空氣。該鼓風機吸入周圍的空氣并將空氣通過一個管道壓入自動模制機的模腔中。輸送空氣在進入模腔的途中從料倉中從下方抽吸出所需數(shù)量的料珠。
在模腔中進行料珠與輸送空氣的分離。料珠停留在自動模制機的壁上，而輸送空氣從壁中的通孔漏出。
在充填了足夠的料珠后，模子的供入口被封閉。接著通過相應的噴嘴將過熱蒸汽噴入模腔中。過熱蒸汽在料珠之間流動，流動模腔的相對一側，并從那里流出。
泡沫塑料產(chǎn)品應力求表面盡可能光滑。這主要是為了美觀，但也有其它原因，例如為了衛(wèi)生。光滑表面比粗糙表面明顯更易于清潔。這在衛(wèi)生品領域和日用品領域具有特殊的意義。
泡沫塑料產(chǎn)品的主要應用領域之一是汽車。在汽車乘客室中有多種應用，如車門中，操作面板中，物品存放處，后排座后面的存放處。在行李艙中也用到泡沫塑料產(chǎn)品；還有在保險杠部位。
汽車中還有一個問題是擾人的噪音。這涉及制動尖叫。本發(fā)明人已知，該噪音來自泡沫塑料產(chǎn)品。制動尖叫是因為泡沫塑料產(chǎn)品在其它汽車部件上摩擦產(chǎn)生的。摩擦的原因是汽車的擺動、振動和扭轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的任務是減少泡沫塑料產(chǎn)品噪音的產(chǎn)生并可能的話完全消除這種噪音。按照本發(fā)明，借助產(chǎn)品表面上的柔性小鼓包(PICKEL)來實現(xiàn)該任務?？紤]如下泡沫塑料在運動中在與一個物體的接觸部位實施另一個運動。在一個例如勻速主運動中，料珠在摩擦面上實施短時脈沖式運動。這歸因為泡沫塑料的靜摩擦和柔性之間的相互作用。泡沫塑料與具有更大柔性的其它材料不同。同時，泡沫塑料具有較大的摩擦系數(shù)。由于摩擦系數(shù)較大和柔性較大，各料珠保持固定，直到在料珠上的力足夠高而超過了摩擦力。然后這些料珠沿共同的運動方向向前加速，直到它們再次靜止在摩擦面上。此后料珠在當前的表面部位又開始變形。
按照本發(fā)明，可以用滑動力的幅度作為塑料尖叫傾向的度量。滑動力幅度定義為在一個泡沫塑料產(chǎn)品和另一個物體之間保持一種恒定相對速度的滑動所必需的最小力和最大力之間的差值?；瑒恿Ψ鹊拇笮∈怯稍趧討B(tài)摩擦運動中靜摩擦和滑動摩擦中間的差決定的?；瑒恿Ψ仍叫。牧显谟心Σ恋幕瑒又屑饨泻驮斐善渌胍舻膬A向就越小。振蕩的頻率，即靜摩擦和動摩擦周期交替的頻率對殼體性能(Gehusverhalten)有進一步影響。頻率很小就感覺不明顯或者感覺不到，而頻率較高就擾人。
按照本發(fā)明，提高了泡沫塑料產(chǎn)品表面上的柔性。這通過小鼓包來實現(xiàn)。按照本發(fā)明，小鼓包是泡沫產(chǎn)品的摩擦面上的特別有柔性的突起。這些小鼓包比表面內(nèi)的光滑料珠有不同的即更長的變形距離。根據(jù)具體情況，完全避免了造成噪音的運動?；蛘咦?yōu)楦L的運動，由此導致的空氣振蕩具有不同的更低的頻率。人耳對這種振蕩不敏感。
此外，泡沫塑料產(chǎn)品表面上的小鼓包有利于降低和避免經(jīng)過較長時間的摩擦作用后尖叫傾向增大，甚至減小尖叫傾向。相反，沒有小鼓包的泡沫塑料產(chǎn)品的尖叫傾向在經(jīng)過較長時間的摩擦作用后會增大，因為不帶小鼓包的表面的軟化、變形和磨損導致了滑動力幅度的提高。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的小鼓包也可以用在如汽車中的類似的其它摩擦位置。
根據(jù)本發(fā)明的小鼓包可以是錐形，尖錐形和/或截錐形。小鼓包也可以是半球形或球窩形。小鼓包的底面可以是圓形的和/或角形的。另外也可以是三角形或四角形底面，還可以是圓的或橢圓的。本發(fā)明的小鼓包的尺寸具有顯著影響。最好是小鼓包相互的間距未0.003至3毫米，最好是0.03至0.3毫米和/或小鼓包高度為0.001至1毫米，最好是0.01至0.1毫米和/或底面直徑為0.001至5毫米，最好是0.01至0.5毫米直徑是指在小鼓包基面上可以測量的最大的直徑。錐形小鼓包的錐形外表面與垂直方向的傾角可以很小，也即接近零，因此小鼓包幾乎是條形的。傾角也可以較大，例如45度或更大。
本發(fā)明的小鼓包是通過自動模制機在模腔里的內(nèi)表面上相應成形來產(chǎn)生，也就是在內(nèi)表面上具有凹坑，料珠壓入其中。
作為另一種方案，本發(fā)明建議，用織物對模腔加襯，該織物具有與理想小鼓包形狀相匹配的網(wǎng)目規(guī)格和總厚度以及線粗度。料珠壓入網(wǎng)目中。這樣網(wǎng)目規(guī)格決定了小鼓包底面，紡織品的總厚度決定了小鼓包的高度，線粗度決定了小鼓包間距。此外，紡織品具有工藝上的優(yōu)點，這在下面還會述及。
作為另一種選擇，建議用織物板，其具有均勻的孔、間距和厚度。
優(yōu)選地，對紡織品，不論是否是板，用一層織物作襯墊/支撐?？椢飳佑卸鄠€通道和開口，空氣和過熱蒸汽可以通過它們溢出并且也可以將過熱蒸汽導入。有利的是，織物將過熱蒸汽分得非常細。這使過熱蒸汽可以很好地在模腔中流通。
在應用本發(fā)明的織物的情況下，由過熱蒸汽產(chǎn)生的流出側的冷凝水令人驚訝地大大少于常規(guī)自動模制機中產(chǎn)生的冷凝水。冷凝水的產(chǎn)生同樣損害產(chǎn)品的質(zhì)量。本發(fā)明也改善了周期時間，可以使該周期時間縮短。
織物的網(wǎng)目規(guī)格都明顯小于各料珠直徑，至少小50％，最好小75％和更小。該織物可以是紡織品或者金屬織物。優(yōu)選的是鋼制的金屬絲織物，尤其是多層金屬絲織物，并具有構成優(yōu)質(zhì)鋼的合金成分如鉻、鎳和鉬?？椢飳訌哪Ｇ粌?nèi)壁起(在下部)最好越來越粗網(wǎng)目和/或越來越厚和/或在此處完成一種支撐或支承功能。
織物層的總厚度受到必需的空氣/蒸汽流通量和/或穩(wěn)定性的影響。纖維/金屬絲越厚和網(wǎng)目規(guī)格越大，則過熱蒸汽就越能容易地穿流過去。厚度可以選擇，最好最高為15毫米，尤其為3至5毫米。
可以有選擇地將織物安置在一個實壁上或一個帶孔的壁上和/或織物是全部或部分自身支撐結構的和/或織物全部或部分地支撐在自動模制機的支撐面上。
可以有選擇地采用板形的、平的或成形的織物。也可以由多塊織物段組成。
金屬織物的變形加工可以用一個合適的壓機通過擠壓和/或深沖加工實現(xiàn)。如果對金屬織物加熱則能更加容易地進行變形加工。
織物層可以單層地或整體地變形。相繼變形的織物層最好相互連接。有利的是一種金屬織物的燒結。也可以選擇焊接或用耐熱膠連接。
形成的小鼓包可以有選擇地在一個工序中在模制機中最好緊接著用熱氣沖擊，從而小鼓包表面熔化而具有更小的摩擦值。
附圖中示出了本發(fā)明的一個實施例。


圖1示出了一個自動模制機的形狀，該自動模制機包括一個下部1和一個上部7，以及一個設置在它們之間的邊緣上的密封件10。下部1上設有一個金屬絲織物層5。
在模子封閉后，打開一個閥3，通過一個管道2對模腔施加負壓，該負壓通過泵出模腔中的空氣產(chǎn)生。
同時打開一個閥9，通過一個管道8通入壓力空氣。料珠6隨壓力空氣一起供入模腔，料珠的直徑為3毫米，是由聚丙烯構成的。空氣壓力為6巴。
壓力空氣通過織物層5流出?？椢飳?以最佳的方式接受壓力空氣并將其導向下部1中的開口4。織物層5是雙層的，用金屬絲織物制成。每層有不同的網(wǎng)目規(guī)格。料珠側的織物層的網(wǎng)目大大地小于下部側的織物層的網(wǎng)目。在實施例中為0.2毫米。圖2示出了料珠側的織物層的一個放大的俯視圖。鋼絲上下相互疊置。圖3示出了通過料珠側的金屬絲織物的橫截面圖。在底層中金屬絲11和12構成一個拱形部分13，由此在料珠側形成一個平面(不計圖1中示出的織物層的外形輪廓，也不計網(wǎng)目)。
圖1所示的外形輪廓是通過在一個合適的壓機中變形加工而形成的。
在模腔被完全填滿后，通過管道8將過熱蒸汽而不是空氣壓入模腔中。過熱蒸汽必須從料珠中流過，此時料珠之間的空氣被擠出，料珠受到過熱蒸汽的加熱，其表面塑化變形。
料珠通過受熱而膨脹。由于料珠的外表面塑化變形，以及壓力的作用，在料珠之間的所有接觸部位都被連接起來。同時封閉了料珠之間的楔形間隙。
生成的產(chǎn)品6在打開模子充分冷卻后從模腔中取出。
產(chǎn)品6在表面上有小鼓包，其通過將料珠部分地壓入織物的網(wǎng)目中形成。小鼓包在圖2中以俯視圖示出，也是金屬絲織物的鏡面對稱圖象。料珠的直徑為0.2毫米，間距為0.3毫米，高度為0.5毫米。
圖3示出了底面為三角形的小鼓包11。圖4和5示出了圓形小鼓包12，圖6和7示出了橢圓形小鼓包13。
權利要求
1.用料珠制成的泡沫塑料產(chǎn)品，尤其用于汽車，其特征在于，在表面上形成可降低摩擦噪音的小鼓包(10，11，12，13)。
2.根據(jù)權利要求1所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于，小鼓包的尺寸和間距和/或所對應摩擦面可以變化，只要滑動力幅度未達到理想的降低噪音的程度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于，小鼓包的尺寸和間距和/或所對應摩擦面可以變化，只要在動態(tài)摩擦運動過程中振蕩的頻率未達到理想的降低噪音的程度。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于，小鼓包具有以下尺寸a)高度為0.001至1毫米，最好為0.01至0.1毫米b)間距為0.003至3毫米，最好為0.03至0.3毫米c)根部直徑為0.001至5毫米，最好是0.01至0.5毫米。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于圓形的和/或角形的小鼓包(10，11，12，13)。
6.根據(jù)權利要求5所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于錐形的、角錐形或截錐形的小鼓包。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的泡沫塑料產(chǎn)品，其特征在于熔接的表面。
8.用于制造根據(jù)權利要求1至7中任一項所述產(chǎn)品的方法，其特征在于使用一個帶有一個模腔的自動模制機，料珠被帶到該模腔中并用氣態(tài)的熱載體尤其是過熱蒸汽沖擊，其中氣態(tài)的熱載體從一個自動模制機表面進入模腔中，通過另一個自動模制機表面出去，其中模腔具有與小鼓包相應成形的凹坑。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于在模腔內(nèi)表面上采用織物和/或帶孔的板，其中織物的網(wǎng)目或孔對應于小鼓包。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于采用這樣一種織物(5)，其用紡織品或金屬和/或金屬絲(11，12)制成，和/或采用這樣一種織物，其是多層的和/或全部或部分自支承結構的和/或全部或部分貼靠在一個承載的模制件壁上和/或厚度為最高15毫米，最好是3至5毫米，和/或網(wǎng)目規(guī)格最高等于料珠直徑的一半，和/或與模腔輪廓相匹配。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其特征在于采用一種金屬絲織物，其網(wǎng)目規(guī)格在背離料珠的織物層增大，和/或在下部設計為支撐或支承層，和/或用優(yōu)質(zhì)鋼制成，和/或包括相互焊接或燒結或粘接的織物層。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，在產(chǎn)品從自動模制機中取出后對小鼓包進行過熱蒸汽沖擊。
全文摘要
按照本發(fā)明，在一個自動模制機中用料珠制造泡沫塑料產(chǎn)品時，避免了產(chǎn)品摩擦時的噪聲。
文檔編號B29C44/34GK1468166SQ01816969
公開日2004年1月14日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權日2000年4月4日
發(fā)明者J·布魯寧, J 布魯寧 申請人:吉芬尼克斯泡沫聚合物股份有限公司